电力拖动及其控制系统习题解.docx

. . -- -- 第 1 章 单环控制直流调速系统 什么叫调速范围？什么叫静差率？调速范围与静态速降和最小静差率有什么关系？ 如何扩大调速范围？为什么？ 答：最高转速和最低转速之比叫做调速范围， D ? nmax n min ? N 。 nn n min 静差率是负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落ΔnN与理想空载转速n0之比 ?n s ? 。 n 0 调速范围、静差率和额定速降之间的关系是： D ? n s N?n (1? s) N N 只有设法减小静态速降ΔnN 才能扩大调速范围，减小静差率，提高转速的稳定度。 在直流调速系统中，改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？若给定电压不 变，调整反馈电压的分压比，是否能够改变转速？为什么？ 答：改变给定电压可以电动机的转速，因为系统对给定作用的变化唯命是从；调整反馈电压 的分压比可以改变转速，因为 n ? ?n U * 。转速负反馈系统的开环放大系数为10，在额定负载时电动机转速降为50r/min U * 。 将系统开环放大系数提高为 30，它的转速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？ 解： ?n N ? 50r / min ， K ? 10 ?n 又?n cl ? op 1 ? K ，则?n op ? 550r / min ?n  550 开环放大系数提高为 30， ?n, ? cl op ? 1? K 1? 30 ? 17.74r / min 由 D ? n s N?n (1? s) N ， s 和 n N 不变，则 D 2 ? 50 D 17.74 1 ? 2.82D 1 cl 所以，在同样静差率要求下，调速范围可以扩大2.82 倍. 某调速系统的调速范围是 100~1000 r/min，要求 S=5%，系统允许的静态转速降是 多少？如果开环系统的静态转速降为50 r/min，则闭环系统的开环放大系数应为多大？ n解 ： D ? max n n min ? 1000 ? 10 ?D nN s ? ? 1000 ? 0.05 ， ?n ? 5.26r / min ?n (1? s) ?n ?cl cl ? n ? (1? 0.05) cl 50 又?n ? op ，则 K ? ?1 ? 8.5 cl 1 ? K 5.26 某调速系统的调速范围 D=10，额定转速 nN=1000 r/min，开环转速降 ΔnN=200 r/min，若要求系统的静差率由 15%减小到 5％，则系统的开环放大系数将如何变化？ 解： ?n nN s ? 1000 ? 0.15 ? 17.65r / min ?cl1 ? D(1? s) 10 ? (1? 0.15) ?n ? nN s ? 1000 ? 0.05 ? 5.26r / min cl 2 D(1? s) 10 ?(1? 0.05) ?n 200 ?n 200 K ? ? op ?1 ? ?1 ? 10.33 ， K 17.65 ? ? op ?1 ? ?1 ? 37.02 5.26 1 n 2 n cl cl K 37.02 2 ? ? 3.58 ，开环放大系数扩大 3.58 倍。 K 10.33 1 在转速负反馈系统中，当电网电压、负载转矩、励磁电流、电枢电阻、测速发电机磁场各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对它们有无调节能力？为什么？ 答：见图。系统对反馈环内前向通道上的扰动作用能够调节，其它无能为力。测速发电机磁场发生变化不能调节。 积分调节器有哪些主要功能特点？采用积分调节器的转速负反馈调速系统为什么能使转速无静差？ 答：积分调节器主要功能特点：（1）延缓作用；（2）积累作用；（3）记忆作用；（4）动态放大系数自动变化的作用。 在动态过程中，当ΔUn变化时，只要其极性不变，积分调节器的输出Uc便一直增长； 只有达到U * n ? U , ΔUn =0时，Uc才停止上升；不到ΔUn变负，Uc不会下降。ΔUn=0时， n Uc并不是零，而是一个终值；如果ΔUn不再变化，这个终值便保持恒定而不再变化，这是 积分控制的特点。因此，积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。 在无静差调速系统中，如果转速检测环节参数或转速给定电压发生了变化，是否会影响调速系统的稳态精度？为什么？ 答：受它们的影响。因为给定电源和测速发电机的扰动系统无法克服。 因为闭环系统的运作是依靠给定的电源电压发号施令的，如果“指令”发生偏差，系统必然依令运作，偏离原来的给定值，可见系统的精度有赖于给定电源的精度，高精度系统需 要有高精度的给定电源。 反馈检测装置的误差也是反馈控制系统无法克服的。比如测速发电机励磁不稳定，